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Issue Date
Annual Report 2009(SAKUTA Masaaki)
SAKUTA, Masaaki
国立大学法人お茶の水女子大学 Annual Report 2009 -個人
別教育研究報告-
2010-07
URL
http://hdl.handle.net/10083/49737
Rights
国立大学法人お茶の水女子大学
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Type
Others
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氏名： 作田　正明
所属： 人間文化創成科学研究科自然・応用科学系
職名： 准教授
学位： 理学博士（1986　東北大学）
専門分野： 植物生理学（特に二次代謝、環境応答）
E-mail： [email protected]
URL： http://www12.upp.so-net.ne.jp/sakuta-lab
◆研究キーワード　／　Keywords
二次代謝／分子進化／フラボノイド／ベタシアニン／転写制御
Secondary metabolism ／ Molecular evoluition ／ Flavonoid ／ Betacyanin ／ Transcriptional control
◆主要業績
総数（15）件
・Yamagami,A., Nakazawa, M., Matsui, M., Tujimoto, M., Sakuta, M., Asami, T. and Nakano, T.
Chemical genetics reveal the novel transmembrane protein BIL4, which mediates plant cell elongation
on brassinosteroid signaling. Biosci. Biotechnol. Biochem. 7
・Takahashi, K., Takamura, E. and Sakuta, M.
Isolation and expression analysis of two DOPA dioxygenases in Phytolacca americana. Z.
Natureforsch. 64c:564-573. (29)
・作田正明　ナデシコ目はなぜアントシアニンを合成しないのか　? アントシアニン生合成の進化 ?　植物の生長調節　44: 49-55. (29)
・Yoshida, K., Iwasaka, R., Shimada, N., Ayabe, S., Aoki, T. and Sakuta, M.
Transcriptional control of dihydroflavonol 4-reductase multigene family in Lotus japonicus. J. Plant
Res. in press.
・Yoshida, K., Wakui, E., Kume, N., Nakaya, Y., Yamagami, A., Nakano, T. and Sakuta, M.
Comparative analysis of the triplicate proathocyanidin regulators in Lotus japonicus. Plant Cell
Physiol. in press.
◆研究内容　／　Research Pursuits
植物ゲノムの特徴の一つとして、遺伝子の多重性が
Leguminous plants have many paralogous genes encoding
enzymes in flavonoid biosynthetic pathway. Duplicated
挙げられる。マメ科植物ではフラボノイド合成に関
genes are predicted to contribute to production of
various flavonoid compounds and creation of diversity
of legumes. Here we identified the gene duplication
occurred in transcription factors regulating flavonoid
biosynthesis in the model legume Lotus japonicus. Three
copies of homologues of Arabidopsis thaliana TT2, a MYB
transcription factor that regulates the proanthocyanidin
biosynthesis, were present in L. japonicus genome.
Organ specificities and stress responsibilities differed
among three L. japonicus TT2s, and correlations of
proanthocyanidin accumulation and expression levels of
all LjTT2s was observed during seedling development.
Moreover, three LjTT2s functionally complemented
AtTT2 in transient expression experiments in A. thaliana
leaf cells. The different reporter activity caused by LjTT2a
was consistent with the branching pattern of phylogenetic
tree. These results suggest that LjTT2 factors diversify
functions in their expressing tissues, and in particular,
LjTT2a is predicted to evolve flexibility of interacting
property to other transcrption regulators in order to
resist environmental stresses.
与する酵素群は多重遺伝子族を形成しており、その
背景には種々の要因に応答する複雑な転写制御ネッ
トワークの存在が推察される。近年、種々の植物に
おいて、フラボノイド合成に関与する転写調節因子
(MYB、bHLH、WD4 タンパク質 ) が単離され、特性
解析がなされている。当研究室では、これまでにマ
メ科モデル植物であるミヤコグサより、プロアント
シアニジン合成に関与するとされるシロイヌナズナ
の MYB 型転写因子 TT2 のホモログ LjTT2-a、-b、-c
を単離し、これらがゲノム上でタンデムに配列し多
重遺伝子族を形成することを見出した。3 つの LjTT2
はすべて、TT2 と同様にシロイヌナズナの BANYULS
(BAN)、dihydroflavonol 4-reductase (DFR) のプロモ
ーターを活性化するものの、器官の違いやストレス
の負荷に応じた発現パターン、TT8、TTG1 との相互
作用において三者の間で違いが見られることから 3
つの LjTT2 はそれぞれ機能分化している可能性を示
唆した。
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◆教育内容　／　Educational Pursuits
2009 年度は、大学院および学部において、それぞれ
In 2009, I conducted two classes each in
2 つの授業を行った。授業の内容としては、植物生
undergraduate and graduate courses. The course
理学、植物生化学といった基礎生物学から代謝工学、
contents include both basic biology such as plant
遺伝子組換え植物といった応用生物学までの広い範
physiology or plant biochemistry and applied biology
囲を扱った。特に植物バイオテクノロジーに関して
for instance metabolic engineering, GMO (gene
は、その背景となる基礎研究を解説し、理解させる
modified organisms). I have tried to make classroom
ことにより、学生に基礎生物学研究の重要性を認識
coursework easier to understand and get my teaching
してもらうように努めた。授業では、学生にわかり
across to all students attending. A Ph.D., five master
やすく、受講者全員が授業内容を理解できるよう心
and two undergraduate students have worked in lab
掛けた。また研究室では、博士課程後期 1 名、博士
under my supervision.
課程前期 5 名、学部 2 名の学生の研究指導を行った。
◆研究計画
高等植物の特徴の一つに多様な二次代謝の存在が挙げられる。我々は、この二次代謝を指標として、植物の環
境や分化に応答した遺伝子発現の制御機構、さらには植物の進化を遺伝子レベルで解析することを試みている。
環境や分化に応答した二次代謝系遺伝子の発現の背景には、複雑かつ正確な転写ネットワークの存在が予測さ
れる。こういった種々の要因に応答した複雑な遺伝子発現ネットワークの実態を解明することは、生体の統合・
制御機構を理解するうえで極めて重要であると考えられる。さらに応用面では、この研究は、遺伝子組換え植
物の作出において、目的遺伝子を、好きな時に、好きな状況下で、好きな場所に発現させるための基礎技術に
直結するものである。
◆メッセージ
私たちは、
「花の色」を指標として、植物の分化や環境に応答した遺伝子発現の制御機構、さらには植物の進
化を遺伝子レベルで解析するという研究を行っています。「花の色」に代表される植物色素は、紫外線や温度
（低温による紅葉の誘導）により合成が促進され、生合成系の遺伝子群が誘導されることから、植物の環境応
答の有効なモデル系です。また、深紅の花でも色素が合成・蓄積されるのは表皮の細胞一層のみで内部は白色
（リンゴやサツマイモの切り口と一緒です。
）であることから分化の指標として優れています。さらに、花の色
は受粉を助ける昆虫や種を運ぶ鳥たちと共に進化してきたといわれており、花色の合成系の遺伝子解析により、
植物の進化をうかがい知ることができます。このように、私たちの研究は、生物学のきわめて基礎的な部分に
着目したものですが、見方を少し変えると最近話題の「青いバラ」に象徴される、植物バイオテクノロジーの
基盤技術でもあります。
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